石油常用专用管螺纹和管材的类型及规格在石油工业发展过程中，API系列规范的石油管专用螺纹起着不可或 缺的作用石油管专用螺纹主要分为两大类：用于井下工具及钻柱构 件连接的石油钻具接头螺纹及用于油套管连接的油套管接头螺纹 随着油井气钻采作业向更深、更高压力和更高温度等更苛刻工况条件 的方向发展，而且石油钻采工艺技术不断的进步，常规石油管螺纹很 难满足油田的开发需求本文就石油常用专用管螺纹和管材的主要类 型、规格及发展现状作相应的介绍二、钻具接头螺纹 钻具接头螺纹用于如钻铤、钻杆、钻具稳定器及转换接头等钻井工具 及钻柱构件的连接目前生产和检验依据的标准主要是API SPEC 7螺纹外观见图 3）API SPEC 7称钻具接头螺纹为“旋转台肩连接”，是石油钻探行业连接 钻柱构件最主要的机械机构这种带锥螺纹具有通过轴向位移来补偿 连结部分直径误差的特点，因此互换性程度高、结合紧密和装拆容易 其技术特点为英制锥管螺纹、有台肩连接、三角形螺纹，在管材连接 中使用极为广泛其主要螺纹型式如表1 所示表 1：钻具接头螺纹类型序号 螺纹型式 英文写法 螺纹牙型 规格和种类1 数 字 型 （ NC ） Number style connectiontheads V-0.038R NC23-NC77 共计 13 种2内 平 型 ( IF )Internal-flush styleconnectionthreadsV-0.065 23/8in-51/2in 共计 6 种3贯 眼 型 ( FH )Full-hole styleconnectionthreadsV-0.065V-0.050V-0.040 31/2in-65/8in 共计 5 种4正 规 型 ( REG )Regular styleconnectionthreadsV-0.050V-0.04023/8in-85/8in 共计 8 种1. 内平型螺纹该型钻具接头螺纹连接外加厚或内外加厚钻杆，形成钻杆接头内径、 管体加厚内径和管体内径相等或近似的通径。
所有规格螺纹均采用 V-0.065 平顶平底三角形牙型，这种牙型为平牙底，牙顶较宽度为0.065英寸（1・651mm）除51/2IF外，其它规格螺纹的因结构尺寸 和相应的数字型螺纹完全相同，故具有互换性该型螺纹因其牙型结 构易导致应力集中，API已将其淘汰，其中包括41/2IF和4IF,它们 就是曾经在我油田被大量使用的410、411和4A10、4A11，取而代 之的是 NC50 和 NC46 数字型螺纹图 1 V-0.038R、V-0.050 和 V-0.040 牙型 图 2 V-0.065 和 V-0.055牙型2. 贯眼型螺纹该型钻杆接头螺纹连接内外加厚钻杆，形成钻杆接头内径和加厚端内 径相等，而均小于钻杆管体内径的通径该型螺纹的规格虽然为数不 多，但却使用了 V-0.065、V-0.050 （牙底为圆弧，牙顶宽度为0.050 英寸，1.27mm）和V-0.040 （牙底为圆弧，牙顶宽度为0.040英寸， l・02mm）三种牙型，曾经被广泛用于水龙头、方钻杆、钻杆、钻铤 和钻头现在除51/2FH和65/8FH两种使用V-0.050牙型、1:6锥度 的大规格螺纹外，其余均在API淘汰螺纹之列。
其中唯一使用V-0.065 牙型的4FH和内平型螺纹一样被数字型螺纹NC40所取代3. 正规型螺纹 该型钻杆接头螺纹曾用于连接内加厚钻杆，形成钻杆接头内径小于加 厚内径，而钻杆加厚端内径又小于管体内径的通径API设计正规型 螺纹的主要目的是将其使用于钻头连接，由于钻头位于钻柱末端，在 这里螺纹牙底的应力集中现象的存在和否无关紧要，因而 API 把它们 所有规格全数保留下来该型使用V-0.050和V-0.040牙型，在API SPEC 7第四十版中新增添了使用V-0.055（平牙底，牙顶宽度为0.055 英寸，1・397mm）牙型的1REG和11/2REG两种规格螺纹4. 数字型螺纹 这是以螺纹基面中径的英寸和十分之一英寸的数字值表示的螺纹所 有规格螺纹采用V-0.038R平顶圆底三角形牙型，这种牙型的特点是 圆形牙底半径为0・038英寸（0・965mm），其牙型见图1数字型螺 纹是API推荐优先使用的螺纹，该型螺纹还有1:6和1:4两种型式， 使用于方钻杆、钻杆、钻铤、钻具稳定器等钻井工具，在大庆油田 NC50 螺纹还用在钻头上螺纹型式 V-0.038R 指的是螺纹牙底圆弧半径 0.038in（0.965mm） 的 V 型螺纹，即数字型螺纹。
V-0.040、 V-0.050、 V-0.065、 V-0.055 中各自的数字代表V型螺纹牙顶宽度的英寸数这四种螺纹的牙底形状完全不同，V-0.040的螺纹牙底圆弧半径为0.020in (0・51mm),V-0.050 的螺纹牙底圆弧半径为 0.025in(0.635mm)， V-0.065 和V-0.055的螺纹牙底是平面这些螺纹型式见图1、图2图 3 钻具接头螺纹5. 钻具螺纹检测和识别螺纹在生产过程中按API标准规定使用螺纹工作规检验螺纹紧密距， 按一定的检验周期使用钻具螺纹单项检测仪对螺距和锥度进行检测 使用现场对已磨损的螺纹可以使用牙型规检查螺纹牙的磨损情况，其 剩余牙顶宽度不低于原牙顶宽度的 1/2，剩余牙顶高不低于原牙顶高 的 2/3，磨损牙数不超过3.5 牙时，螺纹仍可继续使用，否则应进行 修扣处理使用现场对螺纹进行识别最有效的方法是使用接头尺，这种尺是一种 有专门标记了外螺纹根部直径和内螺纹扩锥孔直径的游标卡尺，使用 简便、直观、准确此外，还可以直接使用长脚游标卡尺结合钢直尺 测量外螺纹根部外径、长度、内螺纹扩锥孔径对照螺纹规范查询螺纹竖直放置，从正面看螺旋线上升方向可判别螺纹旋向，向右上升 为右旋，向左上升为左旋。
钻具螺纹的三位数表示法是冶金工业部标准 SYB12604-63 中规定接 头的代号，第一位数字表示接头的通称尺寸，第二位数字表示接头的 类型，第三位数字表示接头的内外螺纹，具体表示方法用下表说明： 第一位数字 第二位数字 第三位数字 通称尺寸 接头类型 内外螺纹34561230131/2 41/2 51/16 65/8 内平 贯眼 正规 内螺 纹 外螺纹淘汰螺纹和数字型螺纹的互换对照表：数字型螺纹 淘汰螺纹 SYB12604 规定的代号NC2623/8IF2A10、2A11NC3127/8IF210、211NC3831/2IF310、311NC404FHNC464IF4A10、4A11NC5041/2IF410、4116. 钻具接头螺纹主要失效形式经过多年的生产实践，钻杆接头螺纹主要失效形式如下几种1）粘扣和胀扣：发生在有较高的轴向压力情况下，外螺纹强制进入 内螺纹，引起内螺纹胀开或粘扣而造成联接失效；上紧扭矩过高或井 下产生过高扭矩时，也会因胀扣或粘扣而失效2）螺牙剪切失效：螺牙剪切失效也往往发生在最末完全扣处，螺纹 锥度越大、螺纹越短越易出现剪切失效3）断裂：因为在最末完全扣处应力最大，断裂往往发生在螺纹最末完全扣。
4）滑扣：当螺纹锥度较大时，上紧圈数未达到适当圈数而扭矩就已 达到推荐值，此时承受轴向拉力作用，易发生脱扣；当螺纹间隙充填 物不合理时也有这种可能性5）倒扣：较小的上紧扭矩可能导致螺纹不能承担施加的轴向载荷和 井下扭矩，从而造成倒扣失效，可能造成部分钻柱掉入井内，甚至还 会造成井眼报废6）刺扣和密封失效：钻柱的扭转振动造成钻柱旋转速度时快时慢， 当钻柱突然加速旋转时，扭矩可能突然增加，因钻柱和井壁、外螺纹 和内螺纹间的交互作用使得在接头处产生很高的热量，从而螺纹脂从 螺纹间隙流出，可能造成密封失效，同时高压流体沿着螺纹间隙从管 内流出，引起刺扣；轴向拉力也会降低密封能力；上紧扭矩过小，过 低的螺纹过盈量也导致较低的密封能力；钻柱的横向振动使钻柱承受 交变的弯曲应力同样会造成密封失效；加工误差，不合理的公差配合 也是一个重要的原因7. 高疲劳强度钻具螺纹接头的使用 随着深井钻井的逐年增多，钻具断裂事故也在增加其中 90%是底 部钻具螺纹接头的疲劳断裂，而这其中 80%属于外螺纹接头的疲劳 断裂主要原因是由于外载和预载荷在钻具头外螺纹接头各圈螺纹牙 上的分配为不均匀，螺纹最后啮合区（LET）的螺纹牙承受了大部分 载荷，其中第一牙承担的载荷约占总载荷的 30%，因此钻具外螺纹 接头很容易在此处发生疲劳断裂。
所以降低 LET 区螺纹牙载荷成为延 长钻具外螺纹接头疲劳寿命的重要途径据此，石油管材研究所开发 研究一种高疲劳强度钻具外螺纹接头——LETR外螺纹接头这种接 头螺纹最后啮合区（LET）的第一螺纹牙承担的载荷降低了约为25%, 载荷在各圈螺纹牙上分配比普通接头均匀其结构特点是降低了螺纹 最后啮合区（LET）的螺纹牙型高度，在提高疲劳强度同时，保持和 API 钻具螺纹接头相同的抗扭强度、上卸扣性能和密封性能,和 API 钻具接头螺纹互换加工原理就是切削去 API 外螺纹最后啮合区 （LET）的螺纹牙型高度的一部分此螺纹在新疆油田使用于底部钻 具上，效果良好，大大提高了钻具的疲劳寿命目前针对大庆油田深 井钻采作业的开展，我们将试用LETR钻具螺纹三、油套管螺纹 油套管是石油钻采工程中要求高、用量大的深度机械加工产品使用 螺纹将单根油套管连接成为长达数千米能承受数百大气压的长管柱 ——管状高压容器 1924 年 API 制定了第一个油井管标准，油套管 接头螺纹是每英寸 10 牙和每英寸 8 牙的 V 型螺纹，但后来被 API8 牙圆螺纹及偏梯型螺纹取代，并沿用至今API SPEC 5B标准规定常 用套管螺纹为圆螺纹（简写CSG）和偏梯形螺纹（简写BCSG）。
我 国油气田通常普遍采用这两种螺纹接头随着我国油气的勘探开发， 尤其是深井、超深井、高压气井、定向井、含硫化氢等井的增多都对 油套管接头的使用性能提出更高要求， API 圆螺纹及偏梯型螺纹的气 密性、连接强度、耐腐蚀性已不适应要求，为此各国纷纷展开特殊螺 纹接头的开发和使用以下对API圆螺纹、偏梯型螺纹以及部分特殊 螺纹进行一一阐述1. API 圆螺纹 圆螺纹有套管短圆螺纹（英文简写CSG,外观如图5所示）和套管长 圆螺纹套管（LCSG）之分油管圆螺纹英文简写为TBG,细分为不 加厚油管螺纹（TBG）、外加厚油管螺纹（UP TBG）圆螺纹为无台肩锥管螺纹、需要有接箍连接,牙型为三角形、圆顶圆 底,牙形角为60°,螺纹锥度为1:16,牙形角平分线和轴线垂直,当 螺纹旋紧后,靠内外螺纹的牙侧面密封,其牙型见图 4图 4 API 圆螺纹牙型 图 5 API 圆螺纹外螺纹圆螺纹牙顶和牙底圆弧形有如下优越性：l 改善螺纹在旋紧时由于擦伤而引起的阻力l 上紧螺纹时,牙顶间隙为外来的颗粒和污物提供了一个有控制的 间隙l 这种圆弧面牙顶对于因局部刮伤或凹痕损伤不敏感 圆螺纹因其加工容易、密封性好、有一定的连接强度、现场维护和使 用较简单、价格便宜的优点,在套管连接中被大量使用。
由于套管外径小至41/2,大至20 寸,同种外径圆螺纹套管其螺纹接 头形状有长、短之分,管体壁厚有厚、薄之分,材料钢级有高低之分, 机紧扭矩有大小之分,这就使得套管和接箍的其它螺纹参数如：手紧 紧密距牙数A等基本尺寸有所区别，所以，检验不同规格的圆螺纹套 管及接箍螺纹的紧密距,要用相应规格的螺纹量规检验,必要时还要 对检测数据进行相应的处理 所有套管圆螺纹及接箍螺纹的基本形状是一。